STM32內建晶振和外接晶振的精度差別

STM32系列處理好像都有內建的RC振盪器，這個內建RC振盪器可以代替外接晶振，可以節省成本和PCB空間。

我之前有幾個設計都是使用的內建的晶振，覺得使用起來很方便，我也知道內建振盪器的精度不如外接的晶振，但是一直沒有遇到對於振盪器的精度有十分嚴格的要求的應用。不過這次對付一個對時間精度要求比較高的應用，我發現了內建RC振盪器和外接晶振的差別還是很大的，而其我使用的還是最廉價的外接晶振，其精度就遠高於內建振盪器。

例如有個應用我需要精確延時9999秒鐘，使用定時器進行定時中斷，設定10ms的定時週期，需要經過9999 / 10 * 1000=999900個定時週期才能完成。而定時器的時鐘源是由APB2（文件上寫的是APB1，程式上是APB2）提供的，APB2的時鐘最終來自HSI、PLL、HSE三個時鐘源。因此我簡單測試了一下使用HSI和HSE通過PLL倍頻之後得到的時鐘的精度。但是直接測量9999秒鐘的時間有點麻煩，我就測量2秒鐘的時間即可，看看定時2秒鐘，內外時鐘源分別能提供什麼樣的精度，採集裝置使用邏輯分析儀或者示波器即可。

下面是使用HSI時鐘測到的2秒鐘的波形：

可以看到實際定時時間為2.004270583秒鐘，規定 α = Ta / Tb，其中Ta表示設定的定時時間，Tb表示實際定時時間，阿爾法為比例係數，我們大致按照比例縮放來計算如果定時9999秒的話實際定時時間為Ta = Tb * α = 10020.3507797085秒，誤差為21秒鐘，說實話，這誤差已經很大了。

使用外接晶振進行測試結果如下：

可以看到實際定時時間為2.000074417秒，按照同樣的方法進行計算可以得到Ta = Tb * α = 9999.3720477915秒，誤差0.372秒，這個是完全可以接受的，如果還要更高精度的定時時間可以使用更高精度的晶振，也可以使用頻率值高一點的晶振，然後下調PLL倍頻係數，因為晶振的誤差是固定的，經過PLL倍頻之後，誤差同樣被放大了，降低PLL倍頻係數可以減少誤差的放大。同樣的還可以直接選取48MHz的晶振，然後SYSCLK的時鐘源直接選擇HSE即可，這樣誤差可以做到更小，但是STM32能支援最大的晶振是有限制的。